Golftrolley bauen. Teil 1 Exploration
Während einer milden Wintergolfrunde im Dezember 2018 brach mein schöner, elektrischer Titan-Golftrolley mitten durch. Achsbruch – natürlich an der „roten 7“, dem hintersten Loch des Platzes. Ich entschloß mich, selbst einen neuen Golftrolley zu bauen. Jazz. Die alte, innerlich ablaufende Entdeckungsfreude war wieder da. Es wurde allerdings eine Reise mit vielen Umwegen, die ich in diesem ersten Teil kurz beschreibe.
Meine ersten Ideen im Januar 2019 drehten sich um einen 3rädrigen, gefederten Trolley. Die „Federn“ würden die Wurfarme eines Bogens oder einer Armbrust sein, die es in verschiedenen Härtegraden gibt. An deren Ende würden die Elektromotoren meines zerbrochenen Trolleys angeschraubt, Elektronik und Batterie wollte ich ebenfalls übernehmen.
Nach den ersten Ideenskizzen auf Papier „konstruierte“ ich mit Indesign, weil ich das Programm gut kenne und es sich leidlich für diese Art Bauzeichnung eignet. Die Wurfarme besorgte ich mir in der Eifel bei einem Spezialgeschäft. Sie liegen hier immer noch herum. Denn meine Frau überredete mich, den Titan-Trolley doch reparieren zu lassen. Das war ein weiser Rat, denn sonst hätte 2019 ich mein Bag tragen müssen.
Nun hatte ich allerdings keine Motoren mehr, aber ich glaubte, die einfach zukaufen zu können. Das ist auch durchaus möglich, diverse Anbieter können die kleinen Motoren mit Getriebe liefern. Nach dem Telefonat mit einem golfenden Ingenieur eines Herstellers stellte sich allerdings heraus, dass nicht die Motoren das Problem sind, sondern die Software.
Denn die BLDC („brushless“)-Motoren brauchen Computer und Software um zu laufen. Warum genau kann ich immer noch nicht sagen, höchstens erahnen. Leider ist ein Verständnis für Elektronik, ja sogar für Strom im weitesten Sinn, bei mir schlicht nicht vorhanden. Mir fehlen die kleinsten Regeln. Ernüchternde Selbsterkenntnis.
Googeln ergab, dass heutzutage nahezu alle Motoren so funktionieren. Die E-Bike-Motoren, die Rollstuhlmotoren, die Hoverboard-Motoren. Sie sind in diesen Fällen als Nabenmotoren ausgelegt. Erkenntnis: wenn es so schön kräftige „Motor-Räder“ gibt, könnte der Trolley doch eigentlich nicht nur die Tasche, sondern auch mich selbst spazieren fahren. Gleichzeitig will ich aber auch gehen können wenn ich will. Ich gab daher die Idee des gefederten Trolleys mit den kleinen Motoren auf und kaufte Mitte Mai über Kleinanzeigen einen Ninebot Mini Pro, dessen Motoren ich verwenden wollte.
Ich wusste allerdings noch nicht wie, denn anders als bei Hoverboard-Motoren fand ich für den Ninebot keine billigen China-Controller mit Verkabelungs-Anweisungen, mit denen man die Motoren steuern kann. Ich verschob das Problem in die Zukunft und begann erst einmal mit der weiteren Arbeit an der Idee: dem „Golf-Rollator“.
Natürlich fand ich im Internet einige Versuche zum Thema Golftrolley fürs Gehen und Fahren, meist allerdings mit aufwändigen Klappmechanismen. Das Problem ist nämlich, dass beim Gehen die Schrittlänge einen gewissen Abstand zum Trolley erfordert, sonst stoße ich unten mit den Füssen an. Fahre ich aber darauf, muß ich näher heran, aufsteigen und dafür ist der Griff zu lang.
Der Rollator-Ansatz läßt Platz für die Füße, denn man geht quasi „im Gefährt“. Für die Fahrstecken stellte ich mir ausklappbare Fußstützen in Höhe der angetriebenen Hinterräder vor.
Bei weiterem Annähern stellte sich heraus, dass solch eine Rollator-Konstruktion eine Lenkung braucht, denn wenn ich damit fahre, fehlen die Boden-Reaktionskräfte, um die vorderen, drehbar gelagerten Räder durch Krafteinwirkung auf die Griffe in Position zu richten. Gleichzeitig muss das ganze Ding natürlich klappbar und möglichst leicht sein um es transportieren zu können.
So stellte ich mir das vor. Die Lenkstange verläuft in dem Rohr, das auch die Golftasche hält. Das erfordert allerdings unten, wo die Spurstangen der Lenkung bewegt werden soll, gewisse „Umgehungslösungen“. Auf dem Papier glaubte ich die Sache zu durchdringen, aber mir wurde klar, dass ich es mit meinen werkstättlichen und handwerklichen Möglichkeiten nicht hätte verwirklichen können. Es schien darüberhinaus schwierig und teuer, die Konstruktion leicht und stabil genug zu halten.
Der dritte Ansatz war artverwand. Wieder von der Rollator-Idee und ausklappbaren Fußstützen an den hinteren Auslegern ausgehend, versuchte ich die Problematik der Lenkung anders anzugehen. Es sollte ein „Knicklenker“ werden. Man kennt die Lenkung von z. B. Radladern, die Knicklenker haben keine lenkbaren Räder, sondern der vordere Fahrzeugteil wird um eine Achse an der Deichsel in die gewünschte Fahrtrichtung gedreht.
Von dieser Idee war ich zunächst so angetan, dass ich ein Holzmodell baute und parallel die Zeichungen für das zentrale Bauteil machte, um ein Kostenangebot einzuholen. Dieses Teil sorgte mit Kegelrollenlagern für Lenk- und Klappbarkeit, es sollte aus einem Alublock gefräst werden. Auch hier wurde die Sache zu komplex um sie mit eigenen Mitteln umzusetzen, das Gewicht der gesamten Konstruktion schätzte ich auch wieder als Problem ein.
Der nächste Versuch ging einen Schritt zurück zum Versuch 2, diesmal versuchte ich die vorher als zu kompliziert empfundene Lenkung aus einem Kindergokart zu übernehmen. Ich kaufte mir so ein gebrauchtes Ding wieder über Kleinanzeigen. Nach der Demontage „baute“ ich die Teile allerdings nur auf Papier und Rechner zusammen – es war wieder zu aufwändig für mich und meine Garage.
Allmählich verlor ich die Kontrolle und dachte an immer aufwändigere Konstrukte. Es ginge doch auch mit einem angetriebenen Hinterrad und der lenkbaren Achse des Kinder-Gokarts vorne. Da wäre dann Platz fürs Golfbag. Diese Idee gipfelte schließlich darin, dass ich mir den nächsten Fehlkauf leistete: einen elektrischen Scooter, auf dem man auch sitzen kann. Ich holte den Roller am Freitag ab und machte schnell eine Fake-Ansicht der Idee am Rechner.
Am Samstag ging ich auf eine Golfrunde (mit meinem reparierten, leichten Titan-Trolley) und wußte schon an der „roten 1“, dass meine Gedanken viel zu weit weg von sinnvollen Ideen abgedriftet waren. Theoretisch alles machbar, aber sie haben keinen Wert, wenn ich sie nicht mit meinen Mitteln umsetzen kann. Die Herausforderung ist vielmehr, trotz der 2 Quadratmeter Platz in meiner Garage und der bescheidenen Werkzeuge ein leichtes, handliches, faltbares, transportables Gerät zu entwickeln, das gehen und fahren ermöglicht. Ich mußte neu denken.
Golftrolley bauen. Teil 2 Realisation
Die neue Idee kam irgendwie angeflogen. Als ich mit einem Bogey das Grün der roten 1 verließ, mir meinen Trolley griff und hinter ihm her lief, dachte ich, jetzt brauche ich doch eigentlich nur einen kleinen Anhänger, auf den ich mich für den langen Weg zur „roten 2“ draufstellen und fahren lassen kann. Wie bei einem Kinderwagen dieses Board, auf dem das ältere der Kinder stehend mitfahren kann (in meinem Fall führe die Mama auch gleich mit ;-).
Ich sah dieses Mamaboard an meinen Trolley hängen, stieg gedanklich auf und... ups, mein reparierter Trolley würde schon wieder durchbrechen! Sofort war klar, dass der Trolley zwar nach simplem 3rädrigen Muster, aber stabiler als mein alter gebaut werden müßte, damit er die Auflagelast der Anhängerdeichsel tragen kann.
Manchmal passiert etwas, wenn man die Bedürfnisse einkreist und eine innere Einfalltür für Lösungen öffnet: der Metallbaukasten meiner Kindheit kam da hereingeflogen. Schrauben statt schweißen! Ein faszinierender innerer Vorgang, Freude, eine Art Erlösung... nach ein paar Sekunden wußte ich, dass solch eine Konstruktion auch mit meinen Mitteln machbar wäre!
Zwei der ersten Skizzen, die ich in den nächsten Tagen machte. Einige Kleinigkeiten wurden später anders gelöst, doch im Grunde war der „Trolley-Bausatz“ damit schon entwickelt. Ich brauchte eine Querkonstruktion, an deren Ende die Radnabenmotoren befestigt sind und damit verbunden einen Ausleger fürs Vorderrad mit der unteren Golfbag-Auflage. Beide Elemente würden aus Aluplatten gefertigt, die per Distanzhülsen miteinander verschraubt sind. Verbunden sind die beiden Konstruktionen durch ebenfalls verschraubte Aluwinkel.
Die Konstruktion würde es vor allem erlauben, beim Bau flexibel zu bleiben, denn ich würde nicht alle Anforderungen schon im Planungsstadium erkennen können. Nach den ersten Handskizzen machte ich bei den Bauzeichnungen schnell mit Indesign weiter, um gleich konkrete Maße einzubringen. Die Eckmaße meines Titantrolleys waren ja noch aus der Vorphase vorhanden. So fummelte ich mir die Idee nach und nach zurecht.
Informationen über Material und Beschaffung lieferte wieder das Internet. Meine Meetings mit Google füllten Stunden und Tage. Als es an die ersten Arbeiten der Basiskonstruktion ging, entschied ich mich bei den Platten für 4 mm-Alu-Material und wählte für die Winkel 6 mm Stärke. Ich entdeckte, dass ich die Alu-Platten auch gar nicht selbst zurechtsägen musste; per Laserschnitt geht das perfekt und haargenau. Sogar die 8,4er Löcher für die Schrauben „bohrt“ der Strahl. Die DXF-Datei dafür konnte ich mit Illustrator selbst machen.
Doch der Verbund aus Aluplatten war nur der Anfang. Ich mußte an einen Lenker denken, daran, das Golfbag zu fixieren und einige Dinge mehr. Dafür wollte ich soviel Standard-Teile wie möglich verwenden. Manchmal lief ich bei der Suche nach solcherlei Lösung durch meine mittlerweile mit „Material“ völlig zugestellte Garage, guckte mich um und wartete, bis mich irgendeine Konstruktion anregte. In dem Fall war das mein Fahrrad. Für die Halterungen von Lenker und Bag sollten Fahrrad-Vorbauten die Basis liefern. Dafür mußte das senkrechte Rohr, an dem oben die Halter montiert werden sollten, allerdings den für Vorbauten passenden Außendurchmesser haben. Das Rohr fand ich bei einem alteingesessenen Fahrradbauer. Meterweise 1 1/8 Zoll-Rohre und noch dazu leicht und stabil! Er fertigte mir das nach meinen Wünschen, unten gleich mit dem Querrohr für die Lagerung. Schön hartgelötet nach alter Tradition.
Zu den Aluplatten kamen die Aluwinkel, die ich allerdings selbst bohren mußte, lasern ging da nicht. Als sie so genau es ging gebohrt waren, konnte ich die beiden Trägerkonstruktionen provisorisch zusammenschrauben. Die Distanzröhrchen waren zunächst 2 25mm lange Plastikhülsen pro Schraubverbindung. Ich hatte 50 mm lichte Weite zwischen den Aluplatten gewählt und fand im ganzen Internet keine passenden Alu-Distanzhülsen in dieser Länge für die 8 mm Schrauben. Die beiden Böcke für die Lagerung des senkrechten Rohrs kamen dazu. Die Konstruktion wirkte stimmig und stabil.
Die Aufgaben wurden nun kleinteiliger. Ich hatte die Haltung für die Radnabenmotoren zu konstruieren und nahm die Maße vom Ninebot ab. Gut, dass im Club auch Golfer sind, die beruflich etwas Vernünftiges machen. Bei Johannes konnte ich die Träger für die Motoren machen lassen, nach Maß aus Alublöcken gefräst. Eine amtliche Zeichnung gabs dazu. Kunststoff-Buchsen für die Lagerung des senkrechten Rohrs gab ich in Auftrag.
Für Lenker und Vorderrad kaufte ich einen dieser kleinen Alu-Tretroller, neu für keine 70 Euro, unglaublich. Wenn ich das irgendwo hätte machen lassen, wäre das nicht zu bezahlen gewesen. Wobei Lenker kurz erklärt werden muß: der Trolley wird nicht gelenkt im Sinn, dass das Vorderrad gedreht, sondern über Druck auf den Lenker angehoben und in der neuen Richtung wieder zu Boden gelassen wird. Die meisten dreirädrigen Golftrolleys funktionieren so. Die Option, ein drehbares Vorderrad einzubauen, gab es ja immer noch, das würde ich ausprobieren wenn der Trolley läuft.
Nachdem ich das Vorderrad provisorisch eingebaut hatte, erschien es mir aber zu schmal. Es würde bei weichem Boden am Golfplatz wohl Rillen hinterlassen. Immerhin konnte ich den Lenker und dessen verstellbare Halterung verwenden.
Manchmal entstanden Wartezeiten auf Material oder Werkzeug oder auch darauf, dass jemand Zeit hatte, mir mit Arbeiten an Kleinigkeiten zu helfen. Oft mußte ich dann meiner inneren Vorstellung der Abfolge vorgreifen, das heißt, ein Anbauteil fertigen lassen, dessen „Träger“ noch gar nicht da war und von dem ich nur hoffen konnte, dass er dazu paßt. Doch bisher hatte sich die Millimetergenaue „Zeichnung“ in Indesign bewährt. Über Kleinanzeigen kaufte ich mir ein Mountainboard, das ich als Anhänger nutzen wollte. Eines der Räder sollte das schmale Vorderrad ersetzen, für die Befestigung ließ ich wieder Aluplatten nach Maß laserschneiden.
Achim, den ich durch meinen Golferkumpel John kennenlernte, drehte mir den Fahrrad-Vorbau auf die Maße für die Lenkerhaltung ab. Die Distanzhülsen ließ ich nun doch aus Aluminium bei einer Dreherei fertigen, die gerade Zeit am Drehautomaten zur Verfügung hatte. Ich würde sie später gegen die Kunststoffhülsen austauschen.
Bei solchen „Aufträgen“ nutzte ich gerne die Gelegenheit, mir die Produktionstätten zeigen zu lassen. Es ist schön, dass bisher alle bereit dazu waren und noch schöner, wie man mit ein paar interessierten Fragen ein Leuchten in die Augen der Jungs zaubern kann. Es ist dann fast so, als würde ihnen die Faszination der 5-Achsen-Fräsen, Dreh- und Biegemaschinen, der Mig- und Wig-Schweißanlagen wieder neu bewußt.
Manchmal war es mir nicht möglich, eine konstruktive Problematik auf Papier oder am Rechner bis zum Ende zu durchdringen. Irgendwann versagte das momentane Vorstellungsvermögen. Ich habe gelernt, dann ein paar Tage zu warten, die Angelegenheit wirkt „im Bauch“ weiter und wenn ich Glück habe, kommt eine machbare Umsetzung morgens im Halbschlaf angeflogen. Manchmal auch nicht. Dann hängt es von meinem Gefühl für die Richtigkeit bis zum „Ende Punkt A“ ab, ob ich die Konstruktion bis dahin baue und angesichts des fertigen Teils darauf vertrauen kann, dass mir auch eine Lösung zum „Punkt B“ einfällt.
Die vordere Auflage für das Golfbag war z. B. ein Teil, das ich zweimal machte, weil die erste Lösung nicht gut funktionierte. Doch die Grundstruktur der Konstruktion mit seinen Verschraubungen läßt großen Spielraum für Anpassungen der „Nebenteile“. Nichts anderes mußte erneuert werden. Als die neuen Lager für das Vorderrad des Mountainboards da waren (die haben standardmäßig eine 9,5 mm-Achse), steckte ich alles zusammen und konnte den ersten Eindruck des Trolleys genießen.
Mit dem Trolley war ich zufrieden, im Prinzip würde der so funktionieren. Aber nun mußte ein Anhänger dran. Ich hatte mir überlegt, dass der Hänger hochzuklappen sein muß, um die nötige Schrittfreiheit beim Gehen zu haben. Am besten so, dass die Räder nicht hinten heraus stehen, sondern nach vorne zeigen, wenn der Hänger geklappt ist. Diese Dreh- und Klappfunktion um mehrere Achsen war dann doch aufwändiger als ich zunächst dachte.
Guido, mein Golfkumpel, lieh mir ein Schweißgerät und ich schweißte mir eine Anhängerkupplung aus Rohren und Flacheisen zusammen, die mit dem Board verschraubt war. Am Trolley nahmen die beiden hinteren Aluwinkel die Kupplung auf. Nicht, dass ich ein geübter Schweißer bin, aber ein genereller Funktions-Check war möglich. Das Mountainboard stellte sich dann auch sofort als ungeeignet dar – zu wacklig, zu schmal. Die Grundidee wurde aber deutlich und eine bessere Lösung müßte ich mir eben einfallen lassen. Immerhin rollte die Sache nun.
Inzwischen wurde das Elektrik-Problem drängender. Ich hatte parallel zu den Hardwarearbeiten immer wieder nach Hilfe für Motorcontroller, Batterie und Software gesucht, doch alle Versuche, im Netz Dienstleister zu finden, schlugen fehl. Erreichte ich jemanden, lehnte der dankend ab. Irgendwann fand ich die Firma akkurad in Köln, die sich seit 20 Jahren mit Elektromobiliät beschäftigt. Als Controller schlug ich einen Doppelcontroller vor, auf den ich ebenfalls bei den Recherchen gestoßen war.
Ich hatte nämlich herausgefunden, dass jeder Motor seinen eigenen „Computer“ braucht um vernünftig zu laufen. Parallel mit einem Controller 2 Motoren zu betreiben geht nicht, weil kein Motor (in kleinsten Teilen, z. B. der Wicklung) gleich dem anderen ist. Ich stellte mein Projekt bei akkurad vor und man glaubte mir helfen zu können. Anfang November waren wir soweit, dass die ersten Versuche gestartet werden konnten. Der Controller war da, eine Programmieranleitung und eine Art Terminalprogramm für PC konnte man sich von der Website des Lieferanten laden.
Doch so einfach ist das alles nicht. Ich ließ mir erklären, dass es bei Motoren, die mit „fremden“ Controllern gesteuert werden sollen, keineswegs einfach ist, die richtig miteinander zu verkabeln. Als das gelöst war, stellte sich die Programmieranleitung für den Controller leider als unvollständig dar, immer wieder mußte Rücksprache gehalten werden. Die Motoren liefen, aber nicht gut. Ich versuchte, die rudimentäre Programmieranleitung durch die erfragten Werte immer wieder auf den neuesten Stand zu bringen. Ich hätte auch Blindtext tippen können ;-)
Die Versuche führten in mehreren Stufen dazu, dass ich die Konstruktion mit Golfbag und angehängtem Board einmal fahren konnte. Nicht weltbewegendes, ein paar Meter in der Werkstatt und dazu auf glattem Boden – aber grundsätzlich ging es! Das, was dann als Feinarbeit noch justiert werden sollte, konnte aber wegen des plötzlichen Umzugs von akkurad nach Schwäbisch Gmünd leider nicht geschehen. Ich verabredete einen letzten Termin für Dezember und nahm meinen Trolley mit nach Hause, weil ich die Kupplung und den Hänger überarbeiten wollte.
Die Verdrehung um mehrere Achsen hatte ich zwar im Prinzip vorher schon gelöst, aber um nun stabilere Standardteile zu verwenden, mußte ich die Drehachsen vertauschen. Schließlich hatte ich die Idee eines Kardangelenks, das drehbar per Axiallager am Trolley befestigt ist. Daran ist die Deichsel – wieder als Baukastenprinzip aus verschraubten Alu-Winkeln – abnehmbar befestigt. Der Anhänger selbst sollte aus einer Siebdruckplatte sein, mit der Deichsel verschraubt. Direkt an der Platte sollten auch die Räder jeweils einzeln befestigt werden, weil sich eine durchgehende Achse bei der geringen Bodenfreiheit nicht anbietet.
Für die Form der Siebdruckplatte (ich dachte an einen römischen Streitwagen ;-) machte ich eine DXF-Datei, die eine Schreinerei in der Nähe für ihre CNC-Fräsmaschine nutzen konnte. Eigentlich. Denn die Konvertierung in deren Programm erwies sich als problematisch. Der freundliche Schreinermeister zeichnete die Form händisch nach. Die Bohrungen paßten perfekt, leider habe ich den Leichtbau übertrieben – das Brett ist zu dünn und biegt sich. Außerdem fand ich, dass die Reifen doch etwas zu schmal seien – der gleiche Fehler wie beim Vorderrad. Eine dickere Platte mit etwas anderer Form liegt nun schon beim Schreiner, die breiteren und größeren Räder stammen wieder vom Mountainboard.
Links in Fahrposition, rechts bereit fürs Gehen, dazwischen die Kupplung. In diesem Stadium ging es im Dezember wieder zu akkurad in der Hoffnung, die letzten Feinarbeiten an der Elektrik zu machen. Doch das klappte leider nicht. Der Leistungseinsatz der Motoren war nicht fein genug, die Rekuperation und damit Motorbremse war nicht hinzukriegen, weil leider wieder Parameter für die Controllerprogammierung fehlten. Ich mußte einsehen, dass die Jungs unter diesen Umständen wirklich nichts machen konnten. Und es war ihr letzter Tag in Köln.
Aymen Zghibi von akkurad gefiel aber das Projekt. Er bot mir an, das Gespann mit nach Schwäbisch Gmünd zu nehmen und dort mit einem eigenen Controller, der für ihn in China gefertigt werden sollte, weiter an der Sache zu arbeiten. Auch die Software wolle er selbst entwickeln, er habe ehedem eigene Projekte mit ähnlichen Anforderungen in Arbeit.
Dann kam Corona. Erst in China, dann hier und gibt mir die Zeit, „at home“ dieses Protokoll zu schreiben. April 2020 ist der letzte Stand der Dinge. Ich berichte wenn sich was tut, in der Zwischenzeit könnte ich die Garage ja mal aufräumen. Hauptsache, wir bleiben gesund.
